城市供水管網(wǎng)巡查監(jiān)控系統(tǒng)研究

摘要：城市供水管網(wǎng)是社會(huì)生產(chǎn)、人民生活用水的輸送線，保證供水管網(wǎng)安全運(yùn)營具有十分重要的意義。為了保證供水管網(wǎng)安全運(yùn)營，要利用現(xiàn)代信息化技術(shù)開發(fā)建設(shè)先進(jìn)的、功能完善的供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)。文章對(duì)城市供水管網(wǎng)巡查監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行了研究。

關(guān)鍵詞：城市供水管網(wǎng)；巡查監(jiān)控系統(tǒng)；基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)；安全運(yùn)營；無線網(wǎng)絡(luò) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TP273 文章編號(hào)：1009-2374（2016）24-0010-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.24.005

1 概述

城市供水管網(wǎng)是重要的基礎(chǔ)設(shè)施，是社會(huì)生產(chǎn)、人民生活用水的輸送線，是城市的生命線，因此保證供水管網(wǎng)安全運(yùn)營就具有十分重要的意義，為此必須加強(qiáng)供水管網(wǎng)的巡檢、養(yǎng)護(hù)。然而由于城市供水管網(wǎng)龐大、分布范圍廣、地表工作條件復(fù)雜，采用傳統(tǒng)的人工巡檢、紙質(zhì)記錄的模式不僅工作效率低，還存在諸多無法克服的弊端，如巡查員在現(xiàn)場巡查時(shí)，不能實(shí)時(shí)查看管線數(shù)據(jù)，不能確定管線的準(zhǔn)確位置等，從而造成漏檢、巡檢不到位，無法保證供水管網(wǎng)的安全。為了有效地保證供水管網(wǎng)安全運(yùn)營，就要利用現(xiàn)代的信息化技術(shù)，開發(fā)建設(shè)先進(jìn)的、功能完善的供水管網(wǎng)巡檢養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)，這也是智慧城市的一個(gè)重要內(nèi)容。本文就該系統(tǒng)應(yīng)具有的主要功能進(jìn)行研究探討。

2 供水管網(wǎng)巡查監(jiān)控系統(tǒng)

以計(jì)算機(jī)、智能手持機(jī)為載體，以無線網(wǎng)絡(luò)為支撐，把GPS、GIS、數(shù)據(jù)庫和互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代技術(shù)融合起來，通過移動(dòng)的“手持信息平臺(tái)”達(dá)到供水管線及其附屬設(shè)施巡查監(jiān)控信息化、電子化和智能化的管理的實(shí)用技術(shù)軟件系統(tǒng)，其功能主要分為兩大子系統(tǒng)：巡查手持終端系統(tǒng)和監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化辦公系統(tǒng)，前者主要功能是管線巡查、上傳事件、管線屬性核對(duì)及實(shí)用分析；后者的主要功能是供水管線數(shù)據(jù)查詢、巡查任務(wù)管理、事故流程管理、查詢信息統(tǒng)計(jì)分析及系統(tǒng)本身管理等。巡查員在巡線工作過程中，巡查出管線及閥門等附屬設(shè)施有損壞、缺少或者出現(xiàn)影響管線安全運(yùn)營情況時(shí)，可以應(yīng)用手機(jī)內(nèi)的巡查終端系統(tǒng)的功能，實(shí)時(shí)記錄管線具體位置、事故的類型、處理內(nèi)容等，并把現(xiàn)場拍的事故信息的照片同時(shí)上報(bào)給監(jiān)控端，監(jiān)管中心能及時(shí)了解掌握巡查情況并據(jù)此下達(dá)工作指令。分述如下：

2.1 監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)辦公系統(tǒng)

該系統(tǒng)安裝在監(jiān)管中心，實(shí)現(xiàn)了巡查業(yè)務(wù)的無紙化自動(dòng)辦公，極大地提高了工作效率，該系統(tǒng)建立在巡查工作流程基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)水管所、托修隊(duì)及上級(jí)主管部門的巡查工作業(yè)務(wù)的自動(dòng)化辦公，能夠及時(shí)收到上報(bào)的事件，及時(shí)打印派工單，真正實(shí)現(xiàn)“發(fā)現(xiàn)事故→上傳→維修→核查→結(jié)束→工作評(píng)價(jià)”的全部工作流程的管理，本系統(tǒng)的使用者是水管所長、維修隊(duì)長及有關(guān)職能部門。

2.1.1 業(yè)務(wù)流程定制化。按照供水巡查工作流程，可根據(jù)用戶的實(shí)際需求，定制事件處理的流程模型，從而實(shí)現(xiàn)高效的OA管理。

2.1.2 業(yè)務(wù)實(shí)時(shí)處理。系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn)了監(jiān)管中心——巡查員及有關(guān)部門的業(yè)務(wù)信息流的融合交互，確保業(yè)務(wù)工作流程得到了及時(shí)、快速響應(yīng)處理，該項(xiàng)功能主要有如下九項(xiàng)：（1）可隨時(shí)自動(dòng)接收巡查員上傳的事件及隨之上傳的相關(guān)的圖片和發(fā)生事件的具體地點(diǎn)；（2）巡查員上傳事件時(shí)，按事件的性質(zhì)，提示有關(guān)部門進(jìn)行處理，一般事件提示水管所解決，緊急的事件利用短信群發(fā)，提示有關(guān)部門及相關(guān)的領(lǐng)導(dǎo)；（3）系統(tǒng)具有離線提醒功能，巡查員上傳事件時(shí)，水管所長不在線上，當(dāng)該所長上線時(shí)，也能收到上傳的事件；（4）水管所長能根據(jù)事件的不同，轉(zhuǎn)發(fā)給不同的業(yè)務(wù)部門及時(shí)進(jìn)行維修；（5）系統(tǒng)具有過濾權(quán)限的功能，使不同的職能部門只能看到與本部門有關(guān)的信息；（6）對(duì)上傳的事件的情況能快速打印說明書；（7）在電話不能使用、手機(jī)突發(fā)故障情況下，系統(tǒng)提供了手動(dòng)填加、修改等編輯功能，也能對(duì)事故進(jìn)行手動(dòng)結(jié)案，并保存；（8）水管所或主管部門發(fā)出的搶修任務(wù)，搶修隊(duì)能及時(shí)自動(dòng)收到，在搶修任務(wù)完成后，能利用系統(tǒng)及時(shí)上傳搶修情況回執(zhí)單，供水管所或主管部門審批；（9）水管所或主管部門發(fā)送指令，指派相關(guān)巡查員對(duì)搶修結(jié)果進(jìn)行審查核對(duì)。

2.1.3 員工監(jiān)管功能。系統(tǒng)利用智能手機(jī)隨時(shí)都能獲得全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS發(fā)出的坐標(biāo)信息，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換及坐標(biāo)矯正及時(shí)得到巡查員當(dāng)前的位置，坐標(biāo)自動(dòng)上傳到監(jiān)管中心，在監(jiān)管中心的大屏幕上顯示出來，以便監(jiān)管中心隨時(shí)監(jiān)控管理，主要有如下功能：（1）巡查員當(dāng)前位置隨時(shí)顯示；（2）巡查員當(dāng)前所在位置周邊的地貌地形顯示；（3）顯示過濾，可顯示需要顯示的巡查員；（4）系統(tǒng)能自動(dòng)判定巡查員在工作時(shí)間內(nèi)是否離開指派的工作區(qū)域；（5）當(dāng)巡查員離開任務(wù)區(qū)域或其手持機(jī)關(guān)機(jī)的情況發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)能夠把這種情況自動(dòng)記錄下來，并能及時(shí)提醒水管所及監(jiān)管中心的管理人員。

2.1.4 巡查軌跡回放。本系統(tǒng)可以按天來記錄巡查員巡查管線的路線（軌跡），監(jiān)管中心根據(jù)工作需要，可以隨時(shí)查看需要查看的巡查員的行走的距離，在線工作時(shí)間等信息，同時(shí)以紅色線路顯示出巡檢人員的巡查軌跡，以箭頭標(biāo)識(shí)出行走方向，為考核巡查員的績效及消極怠工的巡查員的處理提供可靠的依據(jù)。

2.1.5 無人值守監(jiān)控。系統(tǒng)具有“無人值守”監(jiān)管功能，安裝在監(jiān)管中心的服務(wù)器能自動(dòng)完成全部考勤異常、員工監(jiān)管和工作軌跡記錄等，監(jiān)管軟件不需要開機(jī)。

2.1.6 調(diào)度指揮功能。監(jiān)管中心根據(jù)工作需要，在屏幕上點(diǎn)擊地圖上適合工作需要的巡查員，用打電話、發(fā)短信的方式，直接下達(dá)工作任務(wù)，對(duì)巡查員進(jìn)行調(diào)度指揮。

2.1.7 巡查工作任務(wù)管理。本系統(tǒng)具有自動(dòng)給巡查員分派任務(wù)和任務(wù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整的功能，包括區(qū)域、日期以及任務(wù)類別（如巡查、維修等），監(jiān)管中心的服務(wù)器還可根據(jù)確定的規(guī)劃、設(shè)定的法定節(jié)假日自動(dòng)生成每日的巡查工作任務(wù)。

2.1.8 工作日志自動(dòng)生成。本系統(tǒng)可據(jù)記錄巡查員上傳的事故及其處理全部情況，自動(dòng)完成巡查員的工作日志，巡查員不必回到水管所填寫，從而增加了有效的工作時(shí)間，減少事故發(fā)生的可能性，而且巡查員的工作日志的電子化，不僅能更好的保存，而且使統(tǒng)計(jì)報(bào)表工作更為簡便快速。

2.1.9 工作日志查詢統(tǒng)計(jì)。本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的操作簡單方便的查找統(tǒng)計(jì)能力，可按需要查詢的對(duì)象、要求統(tǒng)計(jì)的內(nèi)容、類別進(jìn)行，也能按需要查詢的時(shí)間、巡查員、上傳事件的類別，對(duì)巡查本工作日志進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)。

2.1.10 工作評(píng)價(jià)。系統(tǒng)能對(duì)巡查人員在任何時(shí)間段內(nèi)的巡查工作進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，從而確切掌握巡查員在線的工作時(shí)間，合計(jì)出巡查員離開工作區(qū)域，其離開指定的巡查線路的時(shí)間，以此為依據(jù)，對(duì)巡查員的工作按照年度、季度、月度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和評(píng)價(jià)，真實(shí)、公正地排除了人為因素。

2.2 巡查手持終端系統(tǒng)

本系統(tǒng)要裝入符合要求的智能手機(jī)內(nèi)，與無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來，構(gòu)成了“可移動(dòng)的信息平臺(tái)”，與監(jiān)管中心互聯(lián)互通，利用系統(tǒng)的功能實(shí)施供水管網(wǎng)的巡查業(yè)務(wù)，系統(tǒng)能自動(dòng)按設(shè)定好的時(shí)間間隔上傳巡查員的當(dāng)前位置、經(jīng)緯度坐標(biāo)，也能上傳巡查員拍攝的照片、上傳巡查員發(fā)現(xiàn)的事件（故）等，自動(dòng)接收監(jiān)管中心的工作指令，核查確認(rèn)維修結(jié)果。

2.2.1 管網(wǎng)瀏覽。巡檢人員可通過智能手機(jī)或手持機(jī)進(jìn)行供水管網(wǎng)地圖瀏覽，查看管網(wǎng)或設(shè)施信息，了解其分布現(xiàn)狀。

2.2.2 信息查詢。巡檢人員點(diǎn)擊某一管線或設(shè)施，系統(tǒng)既可顯示其所有的相關(guān)信息，也可根據(jù)條件查詢某些特定管網(wǎng)設(shè)施的相關(guān)信息。

2.2.3 管網(wǎng)定位。（1）GPS定位：可對(duì)巡檢人員當(dāng)前位置進(jìn)行實(shí)時(shí)定位；（2）地名定位：可快速查詢定位到相應(yīng)地名的地理位置，并高亮顯示；（3）坐標(biāo)定位：可準(zhǔn)確快速定位到輸入坐標(biāo)相應(yīng)位置。

2.2.4 爆管分析功能。巡查員在巡線過程中，發(fā)現(xiàn)供水管道出現(xiàn)事故，或接收到民眾報(bào)警，可在自己的裝有巡查終端系統(tǒng)的手機(jī)上，點(diǎn)擊“爆管分析”，系統(tǒng)自動(dòng)彈出“爆管分析”，如圖8所示，巡查員點(diǎn)擊“選擇爆管點(diǎn)”，再在管網(wǎng)地形圖上對(duì)發(fā)生事故的相應(yīng)管段進(jìn)行選擇，系統(tǒng)就迅速分析處理，并在手機(jī)屏幕上列表顯示爆管影響的范圍、用戶、需關(guān)閉的閥門及已經(jīng)失效的閥門等四種信息，使搶修工作有的放矢，提高搶修速度，減少損失。

2.2.5 地圖上量算功能。系統(tǒng)提供了在管網(wǎng)地形圖上量算任意距離和面積的功能，如果某地管線出現(xiàn)突發(fā)事故，可以在管網(wǎng)地形圖上立刻算出某個(gè)巡查員到事故現(xiàn)場的距離最近，迅速下達(dá)指令，盡可能快的開展搶修工作。

2.2.6 工作任務(wù)接收。本項(xiàng)功能，從手機(jī)上接收到新的管線巡查任務(wù)，可自動(dòng)接收新的巡查工作任務(wù)，自動(dòng)提示巡查員。

2.2.7 任務(wù)查詢?？刹榭匆宰∩蟼鞯氖录?、巡查工作信息及其狀態(tài)，可對(duì)以前上傳不成功的事件，重新上傳（如圖11）、回復(fù)不成功的任務(wù)重新回復(fù)。

2.2.8 位置上報(bào)。巡查員當(dāng)前位置系統(tǒng)每隔30秒會(huì)自動(dòng)發(fā)送一次巡查員坐標(biāo)給監(jiān)控中心，以便監(jiān)控和調(diào)度巡查員。

2.2.9 事故上報(bào)。把事故分為一般事故和緊要事故，一般事故上報(bào)給水管所，緊要事故以信息群發(fā)方式告知全部有關(guān)人員，這些人員都可以從地圖上獲得事故發(fā)生的地點(diǎn)、事故所在的道路及當(dāng)值的巡查員上傳的事故現(xiàn)場拍攝的照片，并可保存，需要時(shí)可查看。

2.2.10 數(shù)據(jù)同步。巡檢人員在巡檢過程中發(fā)現(xiàn)供水管網(wǎng)GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)與現(xiàn)場不符時(shí)，可上報(bào)數(shù)據(jù)問題，進(jìn)一步促進(jìn)管網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)的正確性。同時(shí)，巡檢人員可把供水管網(wǎng)GIS數(shù)據(jù)庫中的地形圖、管網(wǎng)等信息下載到智能手機(jī)或手持端中，為巡檢工作提供參考。

3 預(yù)期成果

（1）供水管網(wǎng)巡檢監(jiān)控系統(tǒng)；（2）監(jiān)控端網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)化辦公系統(tǒng)；（3）巡查手持終端系統(tǒng)；（4）系統(tǒng)研發(fā)報(bào)告；（5）用戶操作手冊(cè)。

4 社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益

開發(fā)建立“城市供水管網(wǎng)巡查監(jiān)控系統(tǒng)”，就真正地全面實(shí)現(xiàn)了供水管線巡查、維護(hù)、監(jiān)管等一體化、無紙化、智能化網(wǎng)絡(luò)辦公，這就極大地提高了管理效率和有關(guān)各項(xiàng)業(yè)務(wù)的工作效率，極大地降低了管理運(yùn)營的成本，有效地保證了供水管網(wǎng)長期安全運(yùn)行，確保社會(huì)生產(chǎn)、人民生活用水的穩(wěn)定供給，這就極大地創(chuàng)造出巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，為中國特色的社會(huì)主義經(jīng)濟(jì)建設(shè)做出重大貢獻(xiàn)。

作者簡介：張巍，男，吉林輝南人，中鈔特種防偽科技有限公司工程師，保定市先導(dǎo)科技有限公司總工程師，研究方向：特種防偽技術(shù)與工藝。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）